電源變壓器是一種靜態電氣設備,用于將一定值的交流電壓(電流)變為另一個或幾個相同頻率的電壓(電流)。是電力用戶進行輸配電和配電的必備設備。
當初級繞組通以交流電時,會產生交變磁通量。交變磁通穿過鐵芯并在次級繞組中感應出交變電動勢。次級感應電動勢的高低與初級和次級繞組的匝數有關,即電壓與匝數成正比。
電力變壓器的主要功能是傳輸電能,因此額定容量是其主要參數。額定容量是代表功率的習慣值。它表示傳輸電能的大小,以kVA或MVA表示。當對變壓器施加額定電壓時,該值用于確定在規定條件下不超過溫升限值的額定電流。
一、電力變壓器技術術語
1.額定容量:變壓器在額定工作條件下輸出容量的保證值。這是:
S=1.73×ULIL×10-3(kVA)
UL——變壓器低壓側電壓(V);
IL——變壓器低壓側電流(A);
2.額定電壓:在變壓器額定工作條件下,由變壓器的絕緣強度和允許溫升規定的初級和次級電壓值。
線圈溫升:變壓器溫度與周圍介質溫度之差。
二、不同變壓器的應用:
變壓器從誕生最初到現在,也經過不同類型的改變,不同時期有不同的發展產特,隨著技術的不斷進行,變壓器的功能和應用也得到了進一步的發展。
1.油浸式變壓器用
(1)盤管溫升:65℃(冷卻介質最高溫度40℃);
(2)油溫升:55℃(最高頂油溫度95℃,冷卻介質最高溫度40℃)。
2.干式變壓器用:
(1)線圈溫升:100℃(F級絕緣),80℃(B級絕緣),環境溫度不超過40℃。
(2)阻抗電壓:也叫短路電壓,是一個線圈短路,另一線圈達到額定電流時所施加的電壓,一般以額定電壓的百分比表示。短路電壓值的大小在變壓器的運行中極為重要。它是考慮短路電流、繼電保護特性和變壓器并聯的基礎。
(3)短路損耗:額定電流通過一個線圈而另一線圈短路時發生的損耗(W或kW)。就是電流通過電阻器造成的損耗,也就是銅損。
(4)空載損耗:變壓器在空載狀態下的損耗(由于空載電流和初級繞組電阻小,銅損可以忽略不計,基本等于鐵損)。
(5)空載電流:指變壓器二次繞組開路,一次繞組施加額定頻率的額定電壓時通過的電流。通常以額定電流的百分比表示:I0%=I0/IN×100%。變壓器容量越大,空載電流越小。
三、電力變壓器建設:
普通變壓器的初級和次級線圈同心地裝在一個鐵芯柱內,低壓繞組在里面,高壓繞組在外面。
變壓器帶負載運行時,當二次側電流增加時,變壓器必須保持鐵芯中的主磁通不變,一次側電流也必須相應增加,以平衡二次側電流。
一般情況下,變壓器二次有功功率=變壓器額定容量(KVA)××;0.8(變壓器功率因數)=KW。
四、電力變壓器的組成部分:
1.吸濕器(硅膠管):里面有硅膠。儲油柜中的絕緣油通過吸濕器與大氣相通,干燥劑吸收空氣中的水分和雜質,使變壓器內部繞組保持良好狀態。硅膠變色變質很容易造成堵塞。
2.油位計:反映變壓器油位,一般在+20O左右。如果油位太高,需要放掉油,如果太低,我們應該加一點。油位變化不大,或冬季氣溫低、負載輕時油位略有下降。夏季負載較重時,油溫升高,油位略有升高,均屬正常現象。
3.油枕:調節油箱油量,防止變壓器油過氧化。上部有注油口。
4.防爆管:防止突發事故造成油箱內壓力積聚,造成爆炸危險。
5.信號溫度計:監測變壓器的運行溫度并發出信號。表示變壓器上油溫,變壓器線圈溫度比上油溫高10℃。
國標規定:變壓器繞組的極限工作溫度為105℃(即環境溫度為40℃時),上層溫度不得超過95℃,監測溫度(上油溫)通常為設定在85℃及以下。
6.分接變換器:通過改變高壓繞組的分接頭,增加或減少繞組匝數來改變電壓比。
∵U1/U2=W1/W2,U1W2=U2W1,
∴U2=U1W2/W1。
通常,變壓器在斷電時進行空載調壓。通常調節分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個檔位,分別為+5%、0%、-5%(初級繞組10.5KV、10KV、0.95KV,次級380V、400V、420V)繞組)。出廠時一般設置為Ⅱ檔。
7.氣體信號繼電器:用于輕、重氣體信號保護。上接點為輕氣信號,一般用作信號報警,指示變壓器運行異常。下接點為重氣信號,當信號發出時,斷路器跳閘、跌落、報警。
一般情況下,如果氣體繼電器加滿油,油箱內就沒有氣體了。如果有氣體,就會進入繼電器。當它達到一定水平時,氣體將油擠走并使觸點動作。
打開氣體繼電器的蓋子,你會看到頂部有兩個調節桿。擰下其中一個蓋子以釋放繼電器內部的氣體。另一根調節桿是保護測試按鈕。熱線工作必須戴絕緣手套。
五、電力變壓器分類:
1.根據目的:
有升壓變壓器(電廠6.3kV/10.5kV或10.5kV/110kV等),接觸式變壓器(變電站間220kV/110kV或110kV/10.5kV),降壓變壓器(35kV)/0.4kV或10.5kV/0.4kV)。
2.按相數:
有單相電源變壓器和三相電源變壓器。
3.根據繞組:
有雙繞組電力變壓器(每相安裝在同一個鐵芯上,初級和次級繞組分開繞制并相互絕緣),三繞組電力變壓器(每相有三個繞組,初級和次級繞組是單獨繞制并相互絕緣),自耦變壓器(一組繞組中間的抽頭用作初級或次級輸出)。
三繞組變壓器要求一次繞組的容量大于或等于二次和三次繞組的容量。三個繞組容量的百分比按高壓、中壓、低壓順序為:100/100/100、100/50/100、100/100/50,二、三繞組不能滿負荷運行。
一般三次繞組的電壓較低,多用于附近地區的供電或連接補償設備,用于連接三個電壓等級。
自耦變壓器:有升壓或降壓兩種。由于其損耗小、重量輕、使用經濟,被廣泛應用于超高壓電網。小型自耦變壓器常用型號為400V/36V(24V),用于為安全照明等設備供電。
按絕緣介質分:油浸式變壓器(阻燃型、非阻燃型)、干式變壓器、氣體絕緣變壓器。
六、電力變壓器接地:
1.變壓器外殼應可靠接地,工作中性線和中性地線應分開敷設,工作中性線不得埋在地下。
2.變壓器中性點接地回路靠近變壓器的連接螺栓應可拆卸。
3.裝有閥式避雷器的變壓器的接地應符合以下要求:變壓器的中性點、變壓器外殼、避雷器的接地應接一處并一起接地。
4.接地電阻應小于4歐姆。
七、防火防爆:
電力變壓器是電力系統中輸配電的主要設備。電源變壓器將電網的高壓電源降低到6000伏(V)或380伏(V)可以直接使用,供給用電設備。
如果變壓器內部發生過載或短路,絕緣材料或絕緣油會因高溫或電火花而分解。然后膨脹甚至汽化,使變壓器內壓急劇升高,可能引起變壓器外殼爆炸,大量絕緣油噴出燒毀。油流會進一步加劇火災危險。
1.不過載運行:長期過載運行會引起線圈發熱,使絕緣逐漸老化,引起短路。
2.絕緣油質量應經常檢查:應定期檢測油質,不合格的油應及時更換。
3.防止因鐵芯長期發熱而引起的變壓器鐵芯絕緣老化。
4.防止因維護不慎而損壞絕緣。如果發現劃痕,要及時處理。
5.確保導線接觸良好。接觸不良會導致局部過熱。
6.防止雷擊。變壓器會因絕緣擊穿而燒毀。
7.短路保護。如果變壓器線圈或負載短路,保護系統失靈或保護設置過大,都可能燒毀變壓器。為了處理它,應該安裝可靠的短路保護。
8.良好的接地保護。
9.通風降溫。變壓器運行時保持良好的通風和冷卻。如果變壓器線圈導線為A級絕緣,則絕緣體主要是紙和棉紗。當溫度升高8℃時,絕緣壽命將減少一半左右。如果變壓器的正常溫度在90℃以下,壽命約為20年;如果溫度上升到105°C,壽命為7年。
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